• 자원환경지질
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• 제47권3호
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• pp.247-254
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• 2014

불균질한 자연균열 저류층에서 암체의 압축률은 매우 작은 값을 가지는 반면에 균열의 압축률은 상대적으로 큰 값을 갖는다. 균열의 압축률을 포함한 유효 압축률을 고려하지 않을 경우에는 균열의 간극 변화로 인한 공극 부피의 변화를 반영할 수 없기 때문에 정확한 오일 회수를 예측할 수 없다. 본 연구에서는 기존의 연구들에서 암체의 압축률만을 고려하여 오일 회수를 분석했던 것과 달리, 암체와 균열의 압축률을 모두 고려한 유효 압축률을 적용해서 오일 회수량을 분석하였다. 폴리머 공법에서 균열의 압축률이 폴리머의 주입에 미치는 영향을 이해하기 위해, 폴리머의 분자량, 농도, 주입속도에 따른 오일 회수량을 분석하였다. 유효 압축률을 고려할 경우 폴리머 분자량, 농도, 주입속도가 높아질수록 유효 압축률을 고려하지 않은 경우가 고려한 경우보다 누적 오일 생산량이 높게 나타났다. 또한 공저 압력의 경우에도 유효 압축률을 고려하지 않은 경우가 고려한 경우보다 빠르게 급감하여 오일 생산량에 영향을 주는 것을 확인할 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제22권5호
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• pp.53-61
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• 2018

저염수 기반 폴리머공법은 기존의 폴리머공법과 저염수주입공법의 시너지 효과를 통해 오일회수율을 더욱 증진시킬 수 있는 기술로서, 공법의 효율성을 극대화하기 위해서는 폴리머의 특성을 고려한 저염수 설계가 필수적이다. 이에 본 연구에서는 탄산염암 오일 저류층에 저염수 기반 폴리머공법 적용 시, 주입수의 pH와 주입수 내 PDI(Potential Determining Ion) 이온 중 $SO_4{^{2-}}$ 이온이 오일 생산량에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 우선, 주입수의 pH와 주입수 내 $SO_4{^{2-}}$의 농도에 따른 폴리머 분자의 안정성 및 흡착 현상을 분석하였다. 그 결과, 주입수의 pH와 주입수 내 $SO_4{^{2-}}$의 농도에 상관없이, 주입수 내 $SO_4{^{2-}}$가 함유되어 있는 경우 폴리머 용액의 안정성이 확보되었다. 그러나, 폴리머 용액의 정체 현상 분석 결과, 주입수의 pH가 중성인 7일 때에는 $SO_4{^{2-}}$ 이온이 폴리머의 흡착을 방해하여 $SO_4{^{2-}}$의 농도가 높을수록 폴리머 흡착층의 두께가 더 얇은 것으로 나타난 반면에, 주입수가 pH 4로 산성인 경우에는 폴리머 용액을 주입함에 따라 폴리머의 흡착량이 증가하여 폴리머 용액의 유동성이 크게 낮아졌다. 다음으로, 저염수 효과에 의한 습윤도 변환을 살펴본 결과, 주입수가 중성일 때에는 $SO_4{^{2-}}$의 농도가 높을수록 탄산염암 표면에 흡착되어 있던 오일의 탈착이 증가하여 암석의 습윤도가 친유성에서 친수성으로 크게 변환되었다. 반면에, 주입수가 산성일 때에는 용해와 폴리머 흡착의 복합적 작용으로 인해 전체 코어 시스템의 습윤도는 중성일 때에 비해 비교적 덜 변환되는 것으로 나타났다. 이에 따라 $SO_4{^{2-}}$ 농도가 높은 중성의 저염수 기반 폴리머 용액을 주입할 경우 오일 생산량은 저염수주입공법에 비해 최대 12.3% 증진되어 보다 양호한 EOR(Enhanced Oil Recovery) 효과를 얻을 수 있는 것으로 평가되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.29-39
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• 2022

본 연구에서는 용탈 저감 효과가 있는 합성폴리머 실리카졸의 그라우트 성능을 평가하고, 기존 물유리계 SGR 주입재와 비교한 내용을 다루었다. 강도 및 내구성에 대한 실내실험 결과 합성폴리머 실리카졸는 물유리계 주입재 대비 2배 이상 높은 일축압축강도, 수축률 및 투수성에서 현저히 낮은 값을 보여주었고, pH는 먹는 물 수질기준인 8.5 이하였다. 용탈시험결과 합성폴리머 실리카졸의 Na₂O 용출량은 물유리계 주입재 대비 3~4배 작게 측정되었다. 이러한 결과로 보아 합성폴리머 실리카졸은 기존 물유리계 주입재보다 더 우수한 내구성 및 차수성을 가지는 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.387-401
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• 2023

토압식(Earth Pressure Balanced, EPB) 쉴드 TBM (Tunnel Boring Machine) 공법은 진동과 소음이 적어 도심지 지하공간 시공에 적극적으로 활용되고 있다. 이때 첨가제 주입은 막장압 유지, 전단강도 감소, 커터의 마모량 최소화, 굴착토의 투수계수 감소 등 다양한 효과를 보인다. 이러한 기술을 쏘일 컨디셔닝이라 하며, 일반적으로 첨가제로 폼, 폴리머, 벤토나이트 슬러리 등을 적용한다. 본 연구에서는 국내 터널 현장에서 빈번하게 조우하는 화강풍화토 시료에 대해 폼과 폴리머를 첨가제로 적용하여 유동학적 특성을 평가하였다. 슬럼프 시험을 통해 작업성(Workability)을 평가하고, 동일한 시험 조건에 대해 실내 가압 베인전단 시험을 수행하여 유동학적 특성을 평가하였다. 이때 슬럼프 값이 높아 작업성이 떨어지는 경우, 폴리머를 추가 적용하여 폴리머 적용이 유동학적 특성에 미치는 영향을 검토하였다. 시험 결과, 폼 주입비(Foam Injection Ratio, FIR)가 증가함에 따라 슬럼프 값은 증가한 반면 토크, 첨두강도 및 항복응력, 겉보기 점도, 틱소트로피 면적은 감소하였다. 하지만, 폴리머 주입비(Polymer Injection Ratio, PIR)는 폼 주입비와 상반되는 결과를 확인하였다. 시험결과 비교를 통해 슬럼프 값과 항복응력 간의 상관관계를 제시하였다. 그리고 폼 만을 적용한 조건과 폼과 폴리머 모두 적용한 조건을 비교한 결과, 유사한 슬럼프 값을 보이더라도 폼과 폴리머 모두 적용한 조건에서 더 낮은 항복응력이 도출되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.184-184
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• 2016

대기압 플라즈마를 이용한 폴리머 합성은 기존의 합성방법에 비해 간단하고 쉽게 폴리머를 합성할 수 있다는 장점이 있다. 대부분의 폴리머는 합성온도가 $150^{\circ}C$ 이하이기 때문에 각 폴리머에 적합한 온도를 제어하는 것이 핵심이라 할 수 있다. 본 연구에서는 폴리머 합성온도를 제어하기 위하여 플라즈마 방전전극에 모노머를 직접 주입하지 않고 간접적인 방법을 선택했다. 그리고 모노머는 액체 공급 장치를 이용해 플라즈마의 가스량과 파워를 제어하면서 폴리머를 합성의 조건을 찾았다. AC 플라즈마를 이용해 methyl methacrylate($C_5H_8O_2$) 모노머를 폴리머로 합성했으며, 그 결과는 FTIR, XRD 등으로 분석하고 특성을 평가했다. FTIR의 결과, C-O, C-H, C=O 등의 전형적인 poly methyl methacrylate(PMMA)의 피크를 확인할 수 있었다. 그리고 XRD의 관찰결과 C1s 및 O1s의 각 binding energy가 각각 283, 285, 288 eV 및 533 eV 주변에서 확인되었다. 그리고 합성시간에 따라 폴리머의 두께가 비례해서 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 실험결과, AC 플라즈마를 이용한 폴리머합성은 가능한 것으로 확인되었으며 소형화 및 휴대가 가능하기 때문에 식품, 바이오, 의약품, 의료용품 등의 현장포장 등 여러 가지 용도로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제8권5호
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• pp.837-843
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• 1997

산화형 폴리에틸렌 왁스 제조에 있어서 주요 반응인자인 사용 왁스의 물성, 산화시간, 산화온도, 공기의 주입량 등에 따른 산가의 변화와 산화에 따른 폴리머의 물성을 분석하였다. 실험결과 주어진 반응조건 하에서 산화온도에 대한 산가의 변화는 $160^{\circ}C$까지는 증가하였지만 $170^{\circ}C$에서는 오히려 산가가 감소하는 경향을 보였고, 공기 주입량에 비례하여 산가는 증가하였다. 또한 사용한 왁스의 분자량이 낮을수록 산가가 높았다. 분자량과 밀도차가 공존하는 시료의 산화반응에서는 가지의 길이, 수 등에 의한 밀도보다는 분자량에 의한 영향이 큰 것으로 생각되었다. 산화가 진행됨에 따라 분자량은 감소하고 분자량 분포는 넓어짐을 알 수 있었다. 온화한 조건 하에서 고산가를 얻기 위하여 자유라디칼 개시제를 촉매로 사용하였는데 같은 조건 하에서 무촉매인 경우에 비하여 고산가의 산화형 왁스를 얻을 수 있었다. 또한 DCPO(dicumylperoxide), HOPO(t-butyl peroxy 2-ethyl heaxanoate), BPO(butylperoxide) 순의로 반감기가 긴 촉매가 효율적이었다.

• 폴리머
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• 제32권6호
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• pp.566-572
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• 2008

메탈로센 [(TMDS)$Cp_2$]$ZrCl_2$, 촉매 1과 Exxon 촉매인 [$(n-Bu)_2Cp_2$]$ZrCl_2$, 촉매 2를 사용하여 폴리에틸렌 왁스를 제조하였다. 분자량을 조절하기 위하여 수소를 연쇄이동제로 사용하였다. 실험결과 수소의 주입량이 증가할수록 중합활성의 감소 생성된 폴리에틸렌 왁스의 분자량과 분자량 분포의 감소 그리고 폴리에틸렌 왁스의 융점 저하가 관찰되었다. 수소의 주입으로 폴리에틸렌의 분자량은 1500, 융점은 60 $^\circ$C까지 조절이 가능하였다. 수소의 양을 조절함으로써 메탈로센을 통해 분자량분포가 좁고 융점이 낮은 고품질의 폴리에틸렌 왁스의 제조가 가능하였다. 본 연구실에서 개발된 촉매 1은 알려진 가장 우수한 메탈로센인 촉매 2와 폴리에틸렌 왁스 제조에서 경쟁이 가능한 유사한 특성을 보였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.545-560
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• 2019

EPB TBM 굴진 중 다양한 지반 조건에서 적절한 양의 폼(Foam), 폴리머(Polymer) 등 첨가제의 주입은 TBM 공사의 안정성은 물론 굴진 성능을 결정하는 중요한 요소이다. 국외에서는 90년대부터 최근까지 EPB TBM 공법을 토사 지반에 적용할 때 최적의 첨가제 주입에 대한 연구가 활발하게 이루어졌으나 국내에서는 이와 관련된 연구가 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 굴착토 컨디셔닝에 가장 널리 사용되는 폼을 첨가제로 선정하고 폼 주입에 따른 토사 지반에서의 TBM 굴진 성능 변화를 일련의 실내 굴진 시험을 통해 파악하였다. 굴진 시험은 인공 사질토 지반을 동일 다짐 조건으로 조성하고 폼의 주입량과 상태를 나타내는 변수인 FIR (Foam Injection Ratio), FER (Foam Expansion Ratio), $C_f$ (Surfactant Concentration) 값을 변화시켜가며 수행되었으며, 각 시험에서 굴진 중 측정된 토크 값을 측정하였다. 또한 굴진 시험 후, 배토된 흙의 슬럼프 값을 비교하여 컨디셔닝 된 시료의 워커빌리티(workability)를 평가하였으며, 블레이드에 설치된 알루미늄 커터의 무게 변화를 측정하여 컨디셔닝 조건에 따른 동일 위치에서의 커터 마모량을 비교하였다. 최종적으로 측정된 토크, 슬럼프 값, 마모량 결과의 비교를 통해 본 연구에서 적용된 인공 사질토 지반에서 최적 TBM 굴진을 위한 폼 주입비를 도출하였다. 연구 결과를 통해 지반 조건에 따라 다른 최적의 TBM 굴진 성능을 확보하기 위해서는 장비 부하, 기계 마모, 워커빌리티 확보에 대하여 적정 수준을 만족하는 폼 주입 조건이 존재하고 이에 대응하기 위한 사전 폼 주입 설계가 필요한 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권7호
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• pp.690-698
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• 2010

유기물에 의한 지하수 자원의 오염이 중요한 환경 문제로 대두되고 있다. 계면활성제 증진 대수층 복원(SEAR)은 유기 오염물에 대하여 가장 유망한 원위치 복원법 중 하나로 인식되고 있다. 계면활성제 또는 계면활성제/폴리머 용액은 복원 프로세스를 촉진시켜 물 세척 시보다 처리 시간을 크게 감소시킨다. 유기물로 오염된 대수층 복원을 위하여 계면활성제 기반의 처리법을 설계할 때 충분한 수치 시뮬레이션을 통한 사전 분석이 매우 중요하다. 본 연구에서는 3차원 다상 다성분 유한 차분 모델인 UTCHEM을 이용하여 유기물 오염 대수층에 대한 SEAR 과정 중 미세에멀젼의 형성과 유동을 분석하였다. 본 연구에서 고려한 복원 프로세스 변수로는 주입 유체의 배열, 유체 주입 및 추출율, 계면활성제 슬러그 및 추격수 내 폴리머 농도, 계면활성제 슬러그 주입 시간 등이다. 각 변수에 대하여 주입 및 생산정에서의 변화와 유기상의 공간적 분포를 비교하였다. 이 결과로부터 정화 시간 및 누적 유기물 회수량을 검토하였다. 본 연구의 결과는 비수상 액체로 오염된 대수층의 정화 시 설계 전략을 수립하는데 중요한 정보를 제공한다.

• 상하수도학회지
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• 제20권4호
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• pp.617-626
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• 2006

Compared with the sludge from gravity sedimentation, it is difficult for operations to settle the sludge occurred from dissolved-air-flotation (DAF). Even though there are some problems in treating DAF sludge with conventional gravity thickeners, those has been used until now. In this study, Solid Flux theory for gravity thickening was applied to the Solid Flux of DAF sludge through flotation in order to develop new methodology for treatment of DAF sludge. Also, characteristics of DAF sludge were investigated. From the experiment results, it was revealed that the higher the polymer dosage, at fixed the solid concentration, the greater the rising velocity becomes. When we applied solid flux theory, the relationship, which is similar to that of gravity thickening, has been achieved. Also, we could find the proper polymer dosage from the rising velocity is about 50 mg/L. Consequently, the limiting solid flux can be derived from the relationship between the total solid flux and the withdrawal velocity of DAF sludge. Furthermore, the factors, such as solid concentrations, bubble volume, pH, zeta potential, and temperature, have effects on the flotation and sedimentation for DAF sludge treatment.